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文檔簡介

1、風力機的運行及保護需要一個全自動控制系統,它必須能控制風機自動啟動,控制葉片槳距的機械調節裝置及在正常和非正常情況下停機。除了控制功能,系統用于監測以提供運行狀態、風速、風向等信息。該系統是以計算機為基礎,一般具備遠程控制及監測功能。控制系統具有以下主要功能: 1、順序控制啟動、停機以及報警和運行信號的監測2、偏航系統的低速閉環控制3、槳距裝置快速閉環控制4、與風電場控制器或遠程計算機的通訊 運行狀態1)機械剎車松開2)允許機組并網發電3)偏航系統投入自動4)變槳系統選擇最佳工作狀態5)發電機出口開關閉合,若風速夠大可以發電,則大、小發電機的相應開關閉合停機狀態1)機械剎車松開2)偏航系統停止

2、工作3)葉片收回至90變槳系統停止工作4)發電機出口開關閉合,其余開關均斷開緊急停機狀態1)機械剎車與空氣動力剎車同時快速動作2)計算機輸出信號被旁路,使計算機沒有可能去激活任何機構3)計算機仍在運行和測量所有輸入信號4)發電機出口開關和所有接觸器斷開5)葉片緊急收回至90后變槳系統停止工作6)偏航系統停止工作風力發電機組進入緊急停機狀態后,除非手動進行復位,否則無法啟動。自動運行控制要求 1、開機并網控制 當風速十分鐘平均值在系統工作區域內,機械剎車松開,葉片開始變槳,風力作用于風輪旋轉平面上,風機慢慢起動,當轉速即將升到發電機同步轉速時,軟啟動裝置使發電機連入電網呈異步電動機狀態,促使轉速

3、快速升高,待軟啟動結束旁路接觸器動作,機組并入電網運行。 自動運行控制要求 對于有大、小發電機的風力發電機組組,按風速范圍和功率的大小,確定大、小電機的投入,但大電機和小電機的發電工作轉速不一致,通常為1000r/m和1500r/m,在小電機脫網,大電機并網的切換過程中,要求嚴格控制,通常必須幾秒完成控制。 自動運行控制要求 2、小風和逆功率脫網 小風和逆功率停機是將風機停在待風狀態,當十分鐘平均風速小于小風脫網風速或發電機輸出功率負到一定值后,風機不允許長期在電網運行,必須脫網,處于自由狀態,風機靠自身的摩擦阻力緩慢停機,進入待風狀態。當風速再次上升,風機又可自動旋轉起來,達到并網轉速,風機

4、又投入并網運行。 自動運行控制要求 3、普通故障脫網停機 機組運行時發生參數越限、狀態異常等普通故障后,風機進入普通停機程序,機組收回槳葉,軟脫網,待低速軸轉速低于一定值后,再抱機械閘,如果是由于內部因素產生的可恢復故障,計算機可自行處理,無需維護人員到現場,即可恢復正常開機。 自動運行控制要求 4、緊急故障脫網停機 當系統發生緊急故障如風機發生飛車,超速、振動及負載丟失等故障時,風機進入緊急停機程序,機組在迅速收回槳葉的同時執行機械剎車裝置,迅速將風機制動,防止故障進一步加深。 自動運行控制要求 5、安全鏈動作停機 安全鏈動作停機指電控制系統軟保護控制失敗時,為安全起見所采取的硬性停機葉片迅

5、速變槳收回、機械剎車和脫網同時動作,風力發電機組組在幾秒內停下來。 自動運行控制要求 6、大風脫網控制 當風速10分鐘平均值大于25m/s時,風力發電機組可能出現超速和過載,為了機組的安全,這時風機必須進行大風脫網停機。風機先投入收回葉片,等功率下降后脫網,20秒后或者低速軸轉速小于一定值時,抱機械閘,風機完全停止。當風速回到工作風速區后,風機開始恢復自動對風,待轉速上升后,風機又重新開始自動并網運行。 自動運行控制要求 7、對風控制 風機在工作風速區時,應根據機艙的控制靈敏度,確定每次偏航的調整角度。由風向標判定機艙與風向的偏離角度,根據偏離的程度和風向傳感器的靈敏度,時刻調整機艙偏航電機的

6、運行狀態。 自動運行控制要求 8、功率調節 當風機在額定風速以上并網運行時,一旦發生過載,必須進行變距調節,減小風輪的捕風能力,以便達到調節功率的目的,通常槳距角的調節范圍在090 自動運行控制要求 9、軟切入控制 風力發電機組組在進入電網運行時,必須進行軟切入控制。通常軟并網裝置主要由大功率晶閘管和有關控制驅動電路組成。控制其目的就是通過不斷監測機組的三相電流和發電機的運行狀態,限制軟切入裝置通過控制主電路晶閘管的導通角,以控制發電機的端電壓,達到限制起動電流的目的。在電機轉速接近同步轉速時,旁路接觸器動作,將主電路晶閘管斷開,軟切入過程結束,軟并網成功。 opt即可實現該風速下的最佳風能利

7、用。發電機的轉速控制是通過風電變頻器對發電機的控制來實現的。V轉子最大轉速下的風速 V額定風速 (1)控制系統保持風力發電機組組安全可靠運行,同時高質量地將不斷變化的風能轉化為頻率、電壓恒定的交流電送入電網。(2)控制系統采用計算機控制技術實現對風力發電機組組的運行參數、狀態監控顯示及故障處理,完成機組的最佳運行狀態管理和控制。(3)利用計算機智能控制實現機組的啟停及功率優化控制,主要進行軟切入、功率因數補償控制、大小發電機切換和額定風速以上的恒功率控制。SUZLON滑環BACHMANN模塊介紹模塊介紹MPC型控制器使用PC機,適應性強奔騰III系列處理器處理器時鐘頻率400MHZ2個串口2個

8、10/100M以太網口1個USB1.1接口具備運行、初始化、出錯指示的指示燈大容量外存(最大1G)32/64/128MB內存最大512K數據存儲器,電池后備電源64kFRAM數據存儲器PC機板載4/8/16/32/64MB閃存式程序存儲器,4MB內部閃存用于系統軟件DIO數字量輸入輸出模塊可配置輸入/輸出比可從數字傳感器讀取信號數字執行機構切換提供輸入與輸出I/O電位間的插針,并與總線電隔離防止輸出短路,過載熱保護數字輸入/輸出模塊DIO2XX可用于驅動執行機構、如接觸器、繼電器,氣動閥和液壓閥,還可用于讀取數字工作設備的信號,如傳感器,光電管設備和各種開關。DIO數字量輸入輸出模塊16/48

9、/64/80個數字通道16個通道克設置成輸入或輸出I/O點配置中斷輸入量每個通道帶有狀態指示LED供電電源18-34V DC,電源具有極性反接保護數字輸入輸出模塊TTL26448個數字輸入通道 16個數字輸出通道 狀態指示:黃色LED表正常( RDY )電源內部的5伏直流取自背板可連接外部5伏直流電源AIO模擬量輸入輸出模塊每個輸入通道的輸入電壓可設置成1V,10V,或者0-20mA12路Pt100信號測量范圍-100-+300取16個數值做平均,提高精度出錯檢測傳感器和執行機構可取單端或差別連接可連接2線制PT100溫度記錄模塊PTAI216溫度記錄模塊PTAI216有4路模擬輸入和12路P

10、T100傳感器輸入單端或差分模擬輸入信號可輸入2線Pt100傳感器 分辨率14位(AI) / 12位( Pt100 )取樣時間2.5毫秒(AI) / 600毫秒( Pt100 ) 輸入與系統電隔離斷線監測投入監測外部電源電壓 溫度記錄模塊PTAI216溫度記錄模塊PTAI216有4路模擬輸入和12路PT100傳感器輸入單端或差分模擬輸入信號可輸入2線Pt100傳感器 分辨率14位(AI) / 12位( Pt100 )取樣時間2.5毫秒(AI) / 600毫秒( Pt100 ) 輸入與系統電隔離斷線監測投入監測外部電源電壓 計數模塊CNT204/x4單路計數輸入狀態顯示:LED(綠色)每計數器/

11、 標志輸入2個輸入通道的增量編碼器 編碼器電源直接連接輸入可以同步監測所有的電源電壓 差分測量(脈沖之間時間測量) ,分辨率為1微秒PWM模塊脈寬調制模塊PWM202 包含兩個高功率輸出的直接連接電感或電阻負載如直流驅動器,線圈等。使用脈寬調制。 2輸出脈寬調制信號 狀態顯示:LED(綠色)選擇高功率或TTL輸出信號 監測輸出 監測外部電源 監測內部溫度 CAN總線CM202CANopen主模塊CM202帶有集成處理器,性能高用于把CAN總線設備與M1控制器連接在一起每個CANopen主模塊帶有兩個獨立的CAN總線每個CAN總線可帶最多64個節點CAN總線從模塊CS200/N傳輸率從10k波特率到1M總線長度最長可達5000米使用光電耦合器把它與總線電隔離短路保護Fast Bus模塊Fast Bus模塊FM211和FS211可把輸入/輸出遠程基站與主控制器連接在一起傳輸介質可選擇傳輸速度為73MHZ的光纜它工作在雙工模式,是同時通訊Fast Bus模塊最多可配置15個子站,子站間采用光纖傳輸,最遠距離達150米信號到達第一個子站處的時延為3.5微秒,每個子站間的時延為1.4微秒控制器系統的所有輸入/輸出模塊可用于Fast Bus子站中采用光纖可實現電隔離以太網總控制器EM203模塊是一種工業兼容以太網主控器它用于訪問M1控制器系統的數據,EM203模塊也能用于子站連接通過Fa

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